堆芯熔化 堆芯熔化 堆芯熔化-简介,堆芯熔化-堆芯

堆芯熔化(meltdown)是指核反应堆温度上升过高,造成燃料棒熔化并发生破损事故。是核电站可能发生的事故中最为严重的事态。

堆芯熔化_堆芯熔化 -简介

堆芯熔化(meltdown)是指核反应堆温度上升过高,造成燃料棒熔化并发生破损事故。失去冷却水后,堆芯水位下降,燃料棒露出水面,燃料中的放射性物质产生的热量无法去除,随后温度持续上升会导致这种情况。这是核电站可能发生的事故中最为严重的事态。

堆芯熔化_堆芯熔化 -堆芯

英文名称:reactor core

堆芯是反应堆的心脏,装在压力容器中间。它是燃料组件构成的。正如锅炉烧的煤块一样,燃料芯块是核电站“原子锅炉”燃烧的基本单元。这种芯块是由二氧化铀烧结而成的,含有2~4%的铀-235,呈小圆柱形,直径为9.3毫米。把这种芯块装在两端密封的锆合金包壳管中,成为一根长约4米、直径约10毫米的燃料元件棒。把200多根燃料棒按正方形排列,用定位格架固定,组成燃料组件。每个堆芯一般由121个到193个组件组成。这样,一座压水堆所需燃料棒几万根,二氧化铀芯块1千多万块堆芯。此外,这种反应堆的堆芯还有控制棒和含硼的冷却水(冷却剂)。控制棒用银铟镉材料制成,外面套有不锈钢包壳,可以吸收反应堆中的中子,它的粗细与燃料棒差不多。把多根控制棒组成棒束型,用来控制反应堆核反应的快慢。如果反应堆发生故障,立即把足够多的控制棒插入堆芯,在很短时间内反应堆就会停止工作,这就保证了反应堆运行的安全。

堆芯熔化_堆芯熔化 -引发事故

三里岛事故

美国三里岛压水堆核电厂二号堆于1979年3月28日发生的堆芯失水而熔化和放射性物质外逸的重大事故。这次事故是由于二回路的水泵发生故障后,二回路的事故冷却系统自动投入,但因前些天工人检修后未将事故冷却系统的阀门打开,致使这一系统自动投入后,二回路的水仍断流。当堆内温度和压力在此情况下升高后,反应堆就自动停堆,卸压阀也自动打开,放出堆芯内的部分汽水混合物。同时,当反应堆内压力下降至正常时,卸压阀由于故障未能自动回座,使堆芯冷却剂继续外流,压力降至正常值以下,于是应急堆芯冷却系统自动投入,但操作人员未判明卸压阀没有回座,反而关闭了应急堆芯冷却系统,停止了向堆芯内注水。这一系列的管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起,使一次小的故障急剧扩大,造成堆芯熔化的严重事故。在这次事故中,主要的工程安全设施都自动投入,同时由于反应堆有几道安全屏障(燃料包壳,一回路压力边界和安全壳等),因而无一伤亡,在事故现场,只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。核电厂附近80千米以内的公众,由于事故,平均每人受到的剂量不到一年内天然本底的百分之一,因此,三里岛事故对环境的影响极小。

福岛第一核电站事故

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日本福岛第一核电站爆炸

2011年3月12日,日本福岛第一核电站发生核泄漏事故,随后核电站厂房还发生爆炸致4人受伤。日本已宣布全国进入核事故紧急状态。日本原子能资料信息室核燃料循环负责人泽井正子称,福岛第一核电站1号机组应该是发生了堆芯熔化并导致厂房损坏。可能正发生类似1979年美国三里岛和1986年乌克兰切尔诺贝利核电站泄漏的史上最严重事故。考虑到目前福岛第二核电站的冷却工作仍无法解决,不得不认为这是非常危险的情况。

日本福岛第一核电站面临冷却难题。由于冷却系统因地震发生故障,有的核反应堆温度无法有效降低,其中1号机组情况最为严重。日本有关部门正想方设法进行“降温”处理。

福岛第一核电站采用的是沸水反应堆,遇紧急情况停堆后,须启用备用电源带动冷却水循环散热,但地震导致其1号机组的外部供电停止。受海啸等因素影响,应急用柴油发电机也无法运转,堆芯冷却水位急剧下降,堆芯逐渐露出水面,积聚的热量导致燃料熔化。该核电站所属东京电力公司12日称,将利用消防水泵,直接向发生燃料熔化的1号机组注入海水进行冷却。

反应堆无法有效降温的一个严重后果就是堆芯熔化,造成放射性物质泄漏。

  

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